Долгосрочные тренды солнечной активности указывают на то, что следующая фаза затишья в жизни Солнца может не только замедлить изменение климата, и вызвать заметные снижения в скорости роста среднегодовых температур на севере Евразии и в северных уголках Канады и США, заявляют астрономы в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Солнечное пятноСолнечная активность определяется по количеству пятен и вспышек на Солнце, связанных с изменениями магнитного поля светила. Цикл солнечной активности — от максимума до максимума — длится примерно 11 лет. В годы активного Солнца усиливаются и учащаются магнитные бури, которые могут вызывать как технические проблемы, так и недомогания у людей, чаще наблюдаются полярные сияния.

Самое длительное известное падение солнечной активности было обнаружено в конце 19-го века астрономом Эдвардом Маундером по итогам изучения архивов наблюдений за Солнцем. Маундеровский минимум продолжался с 1645 по 1715 год, с ним связывают "малый ледниковый период" в Европе. Второй подобный эпизод, получивший имя "минимума Дальтона", был зафиксирован уже после начала регулярных наблюдений активности Солнца с 1790 по 1830 год.

Ричард Вуд (Richard Wood) из Метеорологического офиса Великобритании в Эксетере и его коллеги выяснили, что некое подобие Маундеровского минимума может начаться в ближайшие десятилетия, изучив историю колебаний в силе солнечной активности за последние несколько веков.

Как объясняют ученые, до недавнего времени Солнце находилось в фазе так называемого "Великого солнечного максимума", в ходе которого активность светила была несколько выше многолетней нормы. Однако нынешний 24-й цикл, начавшийся в январе 2008 года, оказался рекордно слабым, и одно время астрономы опасались того, что светило впадает в "спячку".

Вуд и его коллеги, обеспокоенные таким сценарием, решили выяснить, какие климатические изменения принесет за собой наступление подобия Маундеровского минимума или его "младшего брата". Используя данные, накопленные за годы наблюдений за Солнцем, авторы статьи создали компьютерную климатическую модель, которая учитывала наступление подобного минимума.

Как оказалось, последствия от "штиля" на Солнце будут достаточно сильно заметными, хотя и не во всех регионах земного шара. К примеру, в Европе темпы глобального потепления замедлятся, и среднегодовые температуры вырастут на градус меньше, чем ожидается сегодня.

Больше всего они будут проявлять себя в приполярных регионах северного полушария, где температуры в отдельных регионах Западной и Восточной Сибири, севера Канады и США упадут на 1,5 градуса Цельсия. В результате этого среднегодовые температуры в некоторых уголках этих регионов не только не вырастут, но и незначительно упадут по сравнению с сегодняшним днем. С другой стороны, в целом данного эффекта будет недостаточно для остановки изменения климата и среднегодовые температуры будут продолжать расти, хотя и со "сдвигом" назад на 2-3 года.

Как подчеркивают ученые, вполне возможно то, что данный сценарий не будет исполнен, если следующий цикл солнечной активности вернется к "нормальным" значениям, которые наблюдались в предыдущие десятилетия. В таком случае глобальное потепление будет продолжаться с текущими темпами. Тем не менее, сами Вуд и его коллеги полагают, что минимум все же наступит, опираясь на данные наблюдений за "дном" текущего цикла в октябре 2013 года.

Источник: РИА Новости

В последнем номере журнала Science была опубликована статья о развитии жизни на нашей планете во времена молодого Солнца.

Земля во времена архейского эонаУченые из CRPG-CNRS University of Lorraine и университета Манчестера опровергли одну из теорий объясняющих теплый климат в те времена на нашей планете.

Не смотря на то, что вследствие слабого молодого Солнца температура на Земле в архее должна была быть гораздо ниже чем сегодня, что могло создавать фактически не возможные условия для развития жизни на нашей планете, у нас есть все подтверждения того, что Жизнь в течение всего этого времени от 3,8 до 2,4 млрд. лет назад успешно эволюционировала.

“Во времена архея, на поверхность Земли приходилось на 20-25% меньше солнечной энергии чем сейчас” рассказывает один их авторов исследования доктор Рей Берджесс, из Манчестерской школы Земли, атмосферы и Экологических наук. “Если выбросы парниковых газов в те времена были на современном уровне, то Земля должна была быть оледеневшей, чему противоречат полученные геологические данные, свидетельствующие о том, что никаких глобальных оледенений до конца архея не было и что на планете была широко распространена жидкая вода”.

Одно из объяснений данной загадки заключается в том, что уровень парниковых газов - один из регуляторов климата Земли - были значительно выше в архее, чем сегодня.

"Для противодействия эффекту слабого Солнца, концентрации диоксида углерода в атмосфере Земли должны были быть в 1000 раз выше, чем сейчас", - сказал ведущий автор профессор Бернард Марти, из CRPG-CNRS университета Лотарингии. "Тем не менее, древние ископаемые почвы - лучшие показатели концентрации древнего уровня углекислого газа в атмосфере показывают, что его концентрация в архее была гораздо меньше чем следовало бы ожидать. В атмосфере так же присутствовали и другие парниковые газы, в частности, аммиак и метан, но эти газы являются хрупкими и легко разрушаются от ультрафиолетовой солнечной радиации, поэтому вряд ли оказывали какое-то влияние."

Другая проверяемая ими теория объясняет парниковый эффект большим содержанием в атмосфере азота, усиливавшего парниковый эффект от углекислого газа и позволившего в результате этого Земле оставаться свободной ото льда.

Ученые проанализировали образцы крошечных пузырьков воздуха в капельках воды с кварца Северной Австралии, из очень старых и исключительно хорошо сохранившихся пород.

"Мы измерили количество изотопов азота и аргона в древнем воздуха", сказал профессор Марти. "Аргон благородный газ, который, будучи химически инертными, является идеальным элементом для мониторинга атмосферных изменений. Использовав измерения азота и аргона, мы смогли реконструировать количество и изотопный состава азота, растворенного в воде, что позволило реконструировать атмосферу, которая когда-то была в равновесии с водой. "

Исследователи обнаружили, что парциальное давление азота в архейской атмосфере было примерно такое же, а возможно, даже немного ниже, чем в настоящее время, что исключает влияние азота в качестве одного из главных претендентов на решение головоломки раннего климата Земли.

Д-р Берджесс добавил: "количество азота в атмосфере было слишком низким для повышения парникового эффекта углекислого газа и недостаточным, чтобы это привело к нагреву планеты. По нашим расчетам содержание углекислого газа должно было быть выше, чем считалось ранее, что приводит в противоречие с их оценками основанными на ископаемых почвах показывающих, что содержание парникового газа было не достаточно высоким чтобы объяснить парадокс молодого Солнца.

Читайте так же о моделировании климата Земли в неоархеи 2,8 млрд лет назад и как могли водород и азот повлиять на повышение температуры Земли.

Источник: Phys.org

Солнце и его планеты раз в 200 млн лет совершают полный оборот вокруг центра Галактики. В течение галактического года система проходит через спиральные рукава Млечного Пути. В них гораздо выше плотность размещения звёзд, а иногда — и плотность межзвёздного газа. 

Иногда мы находимся в одном из галактических рукавов, как, к примеру, сейчас. И есть подозрение, что в такие моменты с нами могут случиться разные неприятности. Скажем — массовое вымирание. (Здесь и ниже иллюстрации M. D. Filipović et al.)Совместив сегодняшние данные по скорости движения системы вокруг галактического ядра с палеонтологической летописью, специалисты, ведомые Мирославом Филиповичем (Miroslav Filipović) из Университета Западного Сиднея (Австралия), получили забавный результат. Почти все пересечения со спиральными рукавами совпадали с периодами серьёзных исчезновений видов, включая такие монструозные события, как мел-палеогеновое (66 млн лет назад), триасово (200 млн лет назад), расчистившее дорогу динозаврам, пермское, позднедевонское, позднеордовикское и позднекембрийское вымирания, равно как и пять коллизий меньшей интенсивности за тот же период.

Голубые кружки соответствуют местам, где находилась Земля в моменты массовых вымираний. Оранжевые — точкам, где случалось не столь интенсивное обеднение всего живого, а жёлтый — это нынешнее положение Солнца.Поскольку Солнце 60% времени проводило в спиральных рукавах Галактики, исследователи попытались проверить, не совпадение ли прохождение через рукава и исчезновения видов. Для этого была применена «нулевая гипотеза», и вероятность совпадения одиннадцати событий была совмещена с нахождением нашей планетной системы в рукавах.

Такое совпадение могло иметь место, полагают авторы работы, но лишь с вероятностью 0,6¹¹ — то есть всего 0,36%. Очевидно, в рукавах есть что-то такое, что не очень хорошо сказывается на существующих видах?

Что же это может быть? Авторы перечисляют ряд известных из литературы гипотез на этот счёт. Так, прохождение через рукава резко повышает вероятность близкого взрыва сверхновой — события, в принципе способного уничтожить большинство живых организмов в самые короткие сроки. Впрочем, по их же ремаркам, имеющиеся оценки близкого взрыва такого рода даже для спиральных рукавов дают слишком малую вероятность. Все одиннадцать вымираний этой случайностью трудно объяснить.

Больше всего сербских учёных привлекает другой вариант: возмущения, связанные с гравитационным влиянием плотного звёздного окружения, нарушали стабильность кометного облака на периферии Солнечной системы, провоцируя тем самым попадание крупной кометы в нашу планету. В принципе, такое тоже может привести к неприятным последствиям. Скажем, в 1994 году всего одна комета, упавшая на Юпитер, вызвала в его атмосфере энерговыделение в 6 млн мегатонн (360 млн Хиросим), что в сотни раз мощнее всего ядерного арсенала Земли и в 12 млн раз мощнее взрыва челябинского метеороида.

Учитывая, что комета изначально была всего 5 км в диаметре, можно предположить, что в прошлом на Землю обрушивались и более мощные кометные удары, что заставляет теорию периодического «побивания камнями» земной жизни выглядеть вполне достоверной.

Численность морских видов, отражающая степень биоразнообразия. Голубые и оранжевые линии = кружкам с предыдущей илл. Зелёным и красным показаны моменты нахождения планеты в спиральных рукавах по модели Филиповича и по одной из предшествующих. Хорошо видно, что модель Филиповича показывает прохождение по спиральному рукаву в момент пермского вымирания, самого страшного за последние полмиллиарда лет.Заметим, однако, что это далеко не все возможные механизмы истребительного воздействия спиральных рукавов.

Согласно теории датского физика Хенрика Свенсмарка, резкое усиление космических лучей вызывает в земной атмосфере активнейшее образование облаков, рост альбедо и охлаждение планеты, в теории способное привести к столь же решительным климатическим изменениям и связанному с ними вымиранию. Одновременно нельзя отвергать возможность существования других механизмов, пока не попавших в поле зрения астроучёных.

Однажды влияние окружающего Землю спирального рукава Галактики может отразиться и на нашей повседневности... (Иллюстрация M. Garlick.)Очевидно, научному сообществу придётся рассмотреть также все остальные альтернативы: надо же знать, какой именно тип убежища стоит рыть во дворе.

Исследование принято к публикации в Serbian Astronomical Journal, а его препринт можно полистать на сайте arXiv.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Считается, что юную Землю наполняла горячая вода, но два исследования, результаты которых были представлены на конференции Американского геофизического союза, показали, что в действительности на планете было даже холоднее, чем сейчас.

Сурикат на фоне отпечатков дождевых капель, образовавшихся 2,7 млрд лет назад (фото Wlady Altermann / University of Pretoria)Учёные занимались парадоксом слабого молодого Солнца. В то время, когда на Земле царил архей (4−2,5 млрд лет назад), наша звезда светила всего лишь на 70% от сегодняшнего уровня. Тем не менее Земля отчего-то не превратилась в гигантский снежок. Вместо этого на ней были обширные океаны жидкой воды, наполненные примитивными микроорганизмами — предками современных микробов, производящих метан и поглощающих серу.

В ходе одного из исследований специалисты проанализировали окаменевшие капли дождя, павшие с небес около 2,7 млрд лет назад, и пришли к выводу, что атмосфера, в которой они сформировались, не слишком отличалась от сегодняшней. Это говорит о том, что парникового эффекта, якобы необходимого для защиты планеты от глобального остывания, не случилось.

Другая группа предложила следующее решение парадокса: молодой планете вовсе не надо было оставаться тёплой, чтобы поддерживать воду в жидком состоянии. Если вы построите модель Земли в виде сферы, даже тусклого Солнца и атмосферы, напоминающей сегодняшнюю, будет достаточно, чтобы в районе экватора существовала вода, хотя и не самая горячая.

С 1960-х годов на основании геологической и палеонтологической летописи учёные полагают, что в архее температура океанов достигала 77 ˚C. В то же время компьютерные модели слабого Солнца и атмосферы, похожей на современную, рассматривали Землю как одномерную линию (а не более реалистичную сферу). У них получалось, что средняя температура планеты держалась ниже нуля.

Отпечатки неоархейского дождя (Фото Som et al, Nature, 2012)Дабы избавиться от этого противоречия, учёные предположили, что в те времена атмосферу наполняли парниковые газы (например, углекислый). Но вместе с ростом концентрации этих газов увеличивалось и атмосферное давление. Этим обстоятельством и воспользовались астробиолог Санджой Сом из Исследовательского центра НАСА им. Эймса и его коллеги. Во время короткого и лёгкого ливня с ураганом, пронёсшегося над современной Южной Африкой, капли упали в древнюю реку, покрытую одеялом из вулканического пепла. Следы сохранились, поскольку их покрыла тонкая вуаль следующей порции золы.

Для расчёта давления ранней атмосферы исследователи сбрасывали капли с высоты седьмого этажа и измеряли размер ямок, получавшихся в пепле исландского вулкана Эйяфьятлайокудль. Поскольку предельная скорость дождевой капли (равновесная скорость — скорость падения, когда сила сопротивления воздуха равна силе гравитации) зависит от плотности воздуха вокруг неё, учёные смогли посчитать давление воздуха, определив скорость, с которой капли врезались в пепел 2,7 млрд лет назад.

Они заключили, что древнее атмосферное давление превышало сегодняшнее максимум вдвое, то есть в те времена и близко не было того количества парниковых газов, о котором говорили другие исследователи.

Тем временем Эрик Вулф из Колорадского университета (США) и его коллеги на основании трёхмерной компьютерной модели обнаружили, что, даже если взять более реалистичный уровень атмосферного углекислого газа, Земля будет всего лишь такой же холодной, как во времена последнего ледникового периода. То есть даже в этом случае жидкая вода могла существовать.

Учёные также пересмотрели старые геологические свидетельства, которые использовались для расчёта температуры на ранней Земле (например, морские донные отложения), обнаружив, что гипотеза о почти кипящих океанах сомнительна.

Например, отсутствие льда в летописи окаменелостей воспринимается как доказательство того, что Земля была свободной ото льда, тогда как на самом деле это может означать, что мы просто ещё не нашли лёд, говорит г-н Вулф. К тому же геологические данные о высокой температуре в северных широтах добыты на большой глубине, и вполне возможно, что 2,8 млрд лет назад эти породы находились возле экватора.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Через 2,8 млрд лет умирающее Солнце  набухнет и превратится в красного гиганта, который опалит нашу планету уничтожив на ней всю жизнь. Примерно за миллиард лет до этого на Земле останутся только одноклеточные  организмы, дрейфующие в изолированных соленых горячих водных источниках.

Последние жители нашей планеты (изображение Jjguisado/Flickr/Getty)Это конечно мрачная перспектива, ожидающая нашу планету, но она дает надежду для тех, кто ищет внеземную жизнь. Модель, предсказывающая эти карманы жизни в будущей Земле и намекающая, что обитающая жизнь вокруг других планет  может быть более разнообразной, чем считалось ранее,  дает новую надежду в поисках жизни в самых неожиданных местах.

Используя то, что мы знаем о Земле и Солнце, учитывая увеличение размеров нашего светила и превращение его в красного гиганта, исследователи из Великобритании рассчитали сроки для различных этапов жизни на нашей планете.

Ранее уже публиковалось исследование, моделирующее этот сценарий жизни на Земле, но Джек О’Мэлли-Джеймс из университета Сент-Эндрюс из Великобритании и его коллеги рассмотрели возможность того, что жизнь обитающая в различных экстремальных местах планеты способна просуществовать намного дольше, чем говорилось в предыдущих исследованиях.

Существует множество звезд находящихся на разных этапах эволюции подобных нашему Солнцу, поэтому ученые смотрели на то, как долго может процветать простая и сложная жизнь вокруг звезд различного размера.

О'Мэлли-Джеймс  говорит  - "Обитаемость это не столько набор атрибутов планеты, но еще что-то, что имеет срок своего существования".

Исследователи смоделировали повешение температуры на поверхности Земли на различных широтах, а так же учли долгосрочные изменения в параметрах орбиты планеты. Их модель показывает, что по мере старения Солнца происходит нагрев Земли, и как в связи с этим будут исчезать растения, животные, рыбы, беспозвоночные и остальные живые организмы. Испарятся океаны, и остановится тектоника литосферны плит. Последним пристанищем живых микроорганизмов останутся бассейны горячего рассола расположенные на высоких широтах, закрытых пещерах или глубоко под землей. Микробы, обитающие в этих бассейнах, могут править Землей еще в течение миллиардов лет, прежде чем иссякнут и эти источники.

Применяя эту модель обитаемости к различным звездным системам на разных этапах эволюции можно сказать, что жизнь на планете будет одноклеточной в течение первых 3х миллиардов лет и в конце жизни звезды. Это показывает, что наибольшей вероятностью найти жизнь на других планетах будет нахождение одноклеточных организмов.

“Тем не менее, любое доказательство жизни за пределами нашей планеты было бы большим достижением” говорит О'Мэлли-Джеймс. Сейчас он работает над тем, чтобы определить, какие химические признаки микробной жизни будут на Земле в далекой будущем и сможем ли мы обнаружить подобные знаки на других планетах, которые, в настоящее время считаются безжизненными. “Вместо того, чтобы планета была мертвой – она может находится ближе к концу своего обитаемого цикла”  говорит он.

Эван Монаган из Открытого университета в Милтон Кейнс, Великобритании, считает, что нам следует думать о жизни на планете, как цикл - от простых до сложных и, возможно, обратно к простым. Это поможет в охоте за внеземной жизнью, говорит он. "Если жизнь существует во многих местах, мы должны определить в каком диапазоне могут существовать многоклеточные”.

Источник: NewScientist